, .

CAD / CAM / CAE - софтуерни решения и технологии.

.

АБОНИРАЙТЕ СЕ

Бюлетин

Абонамент за е-бюлетин




Анкета

Как да изглежда форума в частта, касаеща софтуера?
1. Да се раздели по категории - CAD, CAM, CAE
2. Да не се променя
3. Друго - отправете предложения

С УМЕНИЕ,А Н Е С ЧИСЛА

С УМЕНИЕ, А Н Е С ЧИСЛА

Хенрих Алтшулер

 

Развитието на техниката, както и всяко друго развитие се извършва по законите на логиката. Но само логиката не е достатъчна за създаването на практически приложима теория. Работата се състои в това, че теорията на творчеството трябва да отчита особеностите на „инструмента", с който работи изобретателят — човешкият мозък. При правилна организация на творческата работа се използуват максимално силните страни на човешкото мислене, например интуицията и въображението. За да се избегнат грешки, обаче, трябва да се отчитат и слабите му страни, например инерцията. Накрая, теорията на изобретателството взема много неща от опита, от практиката. Квалифицираните изобретатели постепенно си изработват собствени методи за решаване на изобретателски задачи. Като правило, тези методи са ограничени и се отнасят към определен стадий на творческия процес. Теорията на изобретателството критически използува най-ценните от тези методи и ги обобщава.

Разбира се, за да се направи изобретение от голям мащаб, са необходими и съответни исторически обстоятелства и благоприятни условия за творческа работа и забележителни качества — настойчивост, голяма работоспособност, смелост, ерудиция и т. н. Прозренията на отделни велики изобретатели обаче играят все по-малка и по-малка роля в развитието на съвременната техника. Основа на техническия прогрес сега са колективннте усилия на участниците в масовото изобретателско движение.

Да разгледаме например авторско свидетелство № 166874 – „Начин на защита на метали или сплави от газова корозия, например при термична обработка, отличаващ се с това, че защитата се осъществява чрез подаване на отрицателно или положително напрежение от източник на постоянен електрически ток”. Това е напълно патентноспособно изобретение. По новост и значение даже е над средното равнище. Да разгледаме по-подробно какво е измислил изобретателят. Защитата на метал в студено състояние с електрически ток е отдавна известна. На никого дотогава обаче не е минало през главата, че с електрически ток може да се защити метал когато се загрява в пещ. Тази идея представлява същността на изобретението. Какво пък, идеята е нова и интересна. Но непременно ли е необходимо някое неподдаващо се на анализ „вдъхновение", за да се приложи известният принцип на електрохимическа защита в нови, даже и необичайни, условия? Едва ли. . . Тогава защо подобни изобретения се създават с цената на големи усилия? Защо щастливата идея се появява само след много неудачни опити?

Преди всичко причината се крие в ниския к.п.д. на творческия процес, в непродуктивните методи за решаване на изобретателски задачи. Заявката за разглежданото изобретение бе подадена чак през 1962 г., въпреки че потребността и възможността за появяването му са възникнали най-малко две десетилетия преди това.

Ето една типична история — една от тези, каквито често се поместват в списание „Изобретател и рационализатор".

Измъчвах се над едно изобретение, умувах как да автоматизирам пускането във вода на спасителните средства. Нищо не ми идваше на ум.

И ето пътувам в трамвая, чета нещо и си мисля за моите спасителни средства. Влиза млада, симпатична жена. „Седнете, моля" — отстъпвам й мястото си аз. Тя ми благодари, но отказва: „Скоро ще слизам".

Седя и гледам след нея. Действително слиза. Тръгна по улицата и аз я проследих с очи. И изведнъж забелязах как се затваря трамвайната врата. Колко пъти съм гледал, а сега за първи път обърнах внимание — цилиндри с бутала. А те подхождат много за моето изобретение. По-късно получих авторско свидетелство."

Тази история бе разказана, за да се даде традиционната поука: всичко може да се случи. Обърнете внимание обаче колко лошо е организирано търсенето на решение. Спасителните

средства, лодките например, ако се съди по задачата, трябва да се издигнат встрани от борда на кораба, а след това да се спуснат във водата. Цилиндър и бутало е, общо взето, обикновено решение. То само се набива в очи. И все пак.....е било.....необходимо съчетаването на известни случайни обстоятелства

- трамваят, непознатата,...погледът... към вратата, за да се дойдедо това просто решение.

Веднъж, като преглеждах патентни описания, се натъкнах на изобретение с наименование „Водолазен галош". Аз

вече знаех, че закъсняването на изобретенията е почти железен закон. Този случай обаче беше изумителен в това отношение.

Известните водолазни галоши — пишеха изобретателите — като правило се изработват само с един размер. Затова за едни водолази те са големи, а за други — малки. Предлаганият водолазен галош отстранява тези недостатъци поради това, че има подвижен щампован нос с надлъжен канал. През канала минава ограничителен винт, който фиксира носа спрямо петата в зависимост от размера на стъпалото на водолаза.

И така в продължение най-малко на сто години оловните галоши на водолазите са се правили с едни размер. В продължение на сто години галошите за едни са били малки, а за други — големи. Хората са работили в неудобни обувки, което безусловно е понижавало производителността на труда. И за сто години никой не е направил галош с подвижен нос!

Изобретението е най-елементарно. Тук даже не възниква въпросът — ако авторите са решили задачата. Такава задача може да реши и ученик. Много по-трудно е да се разбере защо изобретението не е било направено преди седемдесет или осемдесет години. . .

Може да се каже: в края на краищата галошите са дреболия. Но първо, те не са такава дреболия и второ, най-големите изобретения също закъсняват и то много. Лещите за очила са били известни триста години преди изобретяването на телескопа. Триста години на никого не е дошло наум да вземе една леща и да погледне към нея през друга леща. Да предположим, че не е имало нужда от телескопи. Но на пълководците от древни времена са били необходими наблюдателни уреди. И все пак първокласното по мащаби изобретение закъсня с триста години.

Защо?

Считало се, че лещата дава изкривен образ. Две последователно разположени лещи трябвало, така е подсказвал „здравият разум”, да дадат двойно изкривяване. Тази психологическа бариера в продължение на три века е задържала появяването на телескопа. Между другото, едва ли може да се посочи изобретение, което да е оказало по-голямо революционизиращо влияние върху мирогледа на човека. Телескопът откри на човечеството далечните звездни светове, тласна в безкрайността границите на Вселената и подкопа основата на всички религии — представата за ограничеността на нашия свят. Използуването на телескопа даде огромен тласък в развитието на науката. Трудно можем да си представим колко напред би отишла съвременната цивилизация, ако телескопът се бе появил навреме. ..

В една от статиите на А. Айнщайн се срещат такива мисли: „Историята на научните и техническите открития не блести особено с независимост на мисълта и творческото въображение. Човек винаги се нуждае от някакъв външен стимул, за да претвори в действителност отдавна назрялата и нужна идея. Както се казва, човек трябва да си удари челото в явлението и тогава да се роди идеята. За съжаление практиката на съвременното изобретателство подкрепя убедително тази горчива истина.

Да разгледаме например авторско свидетелство № 162593 за автономна подводна лампа. За да се избегне нежелателно изплуваме, на водолаза се закача тежък оловен баласт. Вместо този баласт може да се прикачи акумулаторна батерия за лампата. Проста и остроумна идея. Преди това при конструирането на подводни лампи са се борили срещу всеки грам материал — нали това е допълнителна и ненужна маса. Никой обаче не е обръщал внимание, че към водолазния костюм се прикрепва пасивен товар.

Използуването на пасивния товар е принцип, който отдавна се прилага в самолетостроенето. Още през четиридесетте години в самолетите на С. В. Илюшин бронята изпълняваше „по съвместителство" функциите на някои конструктивни елементи — напречни ребра, надлъжници и др.

Преобладаващата част от изобретенията са създадени на принципи, които в един или друг вид са се използували в различните отрасли на техниката.

Случва се и по-лошо — ключът се хвърля, без да е използуван. В списание „Изобретател и рационализатор" веднъж се появи иронична бележка във връзка с това, че някой си Р. Петц от Санкт Петерсбург бил получил привилегия № 22347 за пневматична защита на локомотивите при сблъскване. По идеята на изобретателя пред локомотива трябвало да се постави надувен гумен амортпсьор. Бележката завършваше така: „Разбира се, при първия солиден удар изобретението би се пръснало и в пряк и в преносен смисъл". Какво пък, в пряк смисъл изобретението наистина би могло да се пръсне. В преносен смисъл обаче то се оказа съвсем жизнено. Идеята за надувния амортисьор бе отново лансирана от други изобретатели. Съветският изобретател Морев получи авторско свидетелство за надувен чувал амортисьор, предназначен за предпазване на пътниците в самолетите. Преди известно време на американеца Шандор Бел бе издаден патент № 2931665 за аналогично предпазващо устройство за водачи на автомобили. След това френските железници започнаха да използуват надувни амортисьри предпазващи стоки от удари по пътя. Накрая се появи съобщение, че в Хамбург се провеждат опити по използуване на надувни чували от гума или найлон за предпазване на стоки от удари при морско вълнение.

Анализът на изобретенията (при разработването на теорията на изобретателството бяха анализирани хиляди авторски свидетелства и патенти) показва, че съществуват няколко десетки общи принципи, които лежат в основата на повечето съвременни изобретателски идеи.

Ето пример. При прокопаването на руднични галерии, за да се противодействува по-добре на налягането на горните пластове, опорните конструкции започнаха да се изработват от извити (арковидни) вместо от прави греди. Следващата стъпка в развитието на минната техника бе преминаването от корава арковидна опорна конструкция към податлива, шарнирна. По същия начин след арковидннте язовирни стени започнаха да се строят податливи, шарнирни язовирни стени.

Производството на екскаваторни кофи е от съвсем друга област на техниката, обаче и тук съществува същата логика на развитие. Отначало предната стена на кофата беше права и назъбена (тя даже външно приличаше на права язовирна стена). След това се появи арковидната кофа. Трябва да предположим, че следващата, още ненаправена стъпка ще бъде създаването на податливи шарнирни кофи. Във всеки случай вече е издадено авторско свидетелство № 168195 за изобретение, съгласно което арковидната стена на кофата е изпълнена от отделни разглобяеми секции.

Ако се продължи анализът на изобретенията, може да се установи общият за различните отрасли на техниката принцип — определена тенденция па преминаване от праволинейни форми към криволинейии, от равнинни към сферични повърхнини, от кубични конструкции към кълбовидни.

Съществуват и други общи принципи, всеки от които е дал дълга „опашка" от изобретения. Като се знаят и умело се използуват тези принципи, може значително да се повиши к.п.д. на творческата работа. Това е една от главните предпоставки за създаването на рационална система за решаване на изобретателски задачи.

Задаващите въпроса: „Как се правят изобретения?" често забравят, че изобретателското творчество не е нещо неизменно. В отделните епохи са изобретявали по различен начин. Поради това отнасящите се за творчеството на съвременния изобретател изводи не трябва (без съответната поправка за времето) да се базират на факти, свързани с направени преди петдесет или сто години изобретения. Много хора обаче най-често точно така постъпват. Описва се историята на някакво изобретение и от само себе си се разбира, че изводите са в сила и при решаването на съвременни технически задачи.

Известно е — пише например Н. Середа в книгата си „Работник — изобретател", — че английският изобретател Хенри Бесемер (1813—1898), без да е металург и без да е разполагал с необходимите теоретични знания, по емпиричен път откри и патентова през 1860 г. метод за преработване на стопен чугун в лята стомана чрез продухване през чугуна на сгъстен въздух във въртящ се конвертор. Следователно между изобретателите има и такива, които не притежават достатъчно теоретични познания. Техните изобретения са резултат на любознателната мисъл и упорития, къртовски труд. . .

Действително Бесемер е направил изобретението чрез опипване, но днес, след един век, в същата тази металургия да се търси новото по емпиричен път е крайно нерационално. Да вземем макар и частната за металургията задача, каквато е създаването на нова, огнеустойчнва сплав. Ето какво казва, по този повод академик П. Капица:

„Прилагането на емпиризма в тези изследвания обикновено е съвързано с трудопоглъщащо натрупване на големи количества опитни данни и с много сложно систематизиране и използуване. На нас ни са известни около 100 елемента, които образуват сплави. Да предположим, че описанието на необходимите свойства иа даден метал или сплав — якост, огнеустойчивост, еластичност, електропроводност и т.н., заема една страница. За описание свойствата на самите елементи са необходими 100 страници. За описание на двойните смеси са необходими вече 10 000 страници. Сплавите от три елемента ще заемат един милион страници. По този начин се вижда, че емпиричният метод на изучаване има свои естествени граници."

Действително, ако се опитват безсистемно всичките възможни варианти за решаване на съвременна техническа задача, няма да стигне един човешки живот. Може, разбира се, да се разчита на случайна сполука, от рода на тази, която на времето е помогнала на Бесемер. „Такива многокомпонентни сплави — продължава П. Капица — може би са откривани и случайно, но най-вероятно с интуитивния „нюх" на талантливия учен, подобен на изкусен готвач, който умее да готви по-вкусно от другите. Ако има интуиция, значи има и закономерности. Задачата на науката е да открие тези закономерности." По времето на Бесемер изобретателят е бил принуден, да преследва по метода „опити и грешки", като разчита на търпението си или на щастливия случай. Тогава просто не са знаели други методи за творческа работа. Сега положението се измени и като правило изобретателската задача може да бъде решена чрез планомерно насочени мислител ни операции. Най-голямо значение има правилната организация на творческия процес, а не количеството – дни, месец, година, изразходени за слепи опити.

Като отдаваме заслуженото на търпението, присъщо на великите изобретатели на миналото, не трябва да забравяме, че съвременният изобретател може и е длъжен да работи по друг начин. В днешно, време дългите търсения на решения свидетелствуват не само за настойчивост на изобретателя, но и за лоша организация на творческата работа.

Творчеството е напълно съвместимо с определена системност и планомерност. То се характеризира не с озарение и вдъхновение, а с резултатите от работата. Ако е създадено нещо ново, значи работата е творческа. Същността съвсем не е в количеството извършени „опити и грешки". Задачите могат и трябва да се решават с умение, а не с многобройни опити.

Никой не се съмнява, че получаването на ново химическо вещество е творчество. Неизброимите химически вещества обаче са построени от един и същи „типови детайли" — химическите елементи. Може да се създават нови химически вещества наслука, като се подбират различни „типови детайли". По-рано така са правили. Могат обаче да се изучат както „типовите детайли", така и законите на съединяването им. С това се занимава съвременната химия. Новите вещества, създадени и създавани от съвременните химици, са много по-сложни от „творчески" откритата от алхимиците сярна киселина. Кой ще каже, че синтетичните пластмаси например не са резултат на творчество?

Творчеството е понятие, което се изменя. Неговото съдържание постоянно се обновява. Едни дейности се изключват от категорията на творческите, а други (по-сложни) — се включват. Имало е периоди, когато даже простите аритметични задачи са се считали за творчески. През XV век един учен се заел да учи сина на търговец на събиране, но писал (писмото е запазено и до днес), че не може да го обучи в умножаване на римски цифри. В писмото се дава съвет ученикът да се изпрати в Италия, където е възможно да има добри специалисти по умножение. . .

Смисълът на теорията на изобретателството всъщност се състои в това, че тя дава възможност задачите, които днес се смятат за творчески, да се решават на равнището на организацията на умствения труд, което ще съществува утре. Някога най-велики открития бяха идеите да се постави парен двигател на кораб и се получи параход, да се задвижи релсовата кола с този двигател и се получи локомотив. Не се опитвайте обаче да си спомните кой е изобретил кораба, задвижван с ядрена енергия. Простите комбинационни методи, които някога бяха връх на творчеството, днес са общодостъпни.

В книгата „Основи на изобретателството" е разказано за задачата, която е поставила в безизходно положение Едисън. Тя се състои в следното: Едисън беседвал лично с желаещите да постъпят на работа при него в лабораторията. Той ги разпитвал за плановете им, интересувал се имат ли идеи, които ще се стремят да развият. Веднъж един младеж казал на Едисън, че има чудесна идея.

— Чудесна? — повторно запитал Едисън. Младежът обяснил:

— Аз искам да изобретя универсален разтворител. Разбирате ли, течност, която да разтваря всичко.

— Универсален разтворител? — зачудил се Едисън — Тогава кажете в какъв съд ще го съхранявате?

Младежът сконфузено замълчал.

Преди половин век идеята за съхраняване на универсален разтворител в друго агрегатно състояние, в химически свързан вид или в електромагнитно поле би била шедьовър на изобретателското творчество. Днес тези методи се владеят уверено от учениците.

Всичко това обаче не довежда ли до отмиране на изобретателството? Не! Възникват нови, по-сложни задачи и нови, по-прецизни методи за решаването им.

Да допуснем, че се случи „най-страшното” — стане възможно да се автоматизира напълно решаването на изобретателски задачи. Няма нищо страшно, веднага ще възникнат нови задачи, от по-висок порядък на сложност.

Светът е безкраен, вселената е неизчерпаема и човешкият ум никога няма да бъде заплашен от безработица.